__ЭТАПЫ ПРОЕКТИРОВАНИЯ (Лекции ОПиЭНТО)

1. ПРОЦЕСС РАЗРАБОТКИ И ПРОЕКТИРОВАНИЯ НОВОЙ ТЕХНИКИ

Разработка новой техники и технологий является определяющим видом деятельности промышленных предприятий. Новая техника и технологии являются основой ускорения научно-технического прогресса. Новую технику, в первую очередь, характеризует ее технологическая новизна. Можно выделить три группы техники:

· Принципиально новая техника, в которой воплощены научные открытия (установление неизвестных ранее, объективно существующих закономерностей, свойств, явлений материального мира, вносящих коренные изменения в уровень познания), изобретения (новое, обладающее существенными отличиями техническое решение задачи в любой области народного хозяйства) и новейшие технологические принципы;

· Прогрессивная техника, в которой реализуются те же технологические принципы, но в виде моделей, модификаций;

· Традиционная техника, в основу которой положен уже исчерпавший свои возможности технологический принцип.

Последние две группы являются технологическими новшествами.

Производственный процесс создания новой техники, технологических процессов может быть разделен на две стадии: техническую подготовку производства и производственный процесс.

Подготовка производства новой техники охватывает пять основных этапов:

1) проведение научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ;

2) разработку и изготовление образцов новой техники;

3) производство новых видов промышленной продукции;

4) снятие с производства устаревших образцов техники;

5) внедрение новой техники в промышленное производство.

На первом этапе осуществляются научные исследования и разработки, связанные с технологическим обоснованием основных закономерностей технического прогресса, в основном проводятся в НИИ.

На втором этапе проводится широкая исследовательская, экспериментальная и лабораторная работа по моделированию технологических процессов, созданию экспериментальных моделей, эксплуатации новых изделий. Эти работы проводятся совместно НИИ и промышленными организациями.

На третьем этапе осуществляется окончательная отработка конструкций изделий применительно к условиям их серийного выпуска, разрабатываются рабочие чертежи, технологические процессы, проводится материально-техническая подготовка производства и т.д. Эти работы выполняются организациями, за которыми закрепляется производство новой техники.

На четвертом этапе осуществляется технико-экономи-
ческий анализ образцов техники, выявляются модели, не отвечающие современным требованиям производства. Последние снимаются с производства и заменяются новыми. Эти работы проводятся как НИИ, так и промышленными организациями.

На пятом этапе осуществляется комплекс работ по внедрению новой техники в производство. Основной объем работ выполняется промышленными организациями.

Техническую подготовку производства следует рассматривать, как совокупность конструкторских, технологических и организационно-плановых задач, взаимосвязанных в процессе проектирования, разработки, освоения и развертывания производства новых изделий в заданных масштабах. Она включает:

· Исследовательскую стадию (изучение патентов, результатов эксплуатации изделий и разработки научных рекомендаций для создания новых изделий);

· Конструкторскую подготовку производства (комплекс работ по созданию новых конструкций изделий, изготовлению опытных образцов и совершенствованию новых изделий);

· Технологическую подготовку производства (разработка и совершенствование технологии производства продукции, методов и средств технического контроля, нормативов материальных и трудовых затрат).

Основной перечень НИР:

· Исследование вопроса о необходимости разработки нового изделия;

· Оценка технического и качественного уровня изделия;

· Оценка технико-экономической эффективности изделия;

· Изучение потребности рынка в изделии;

· Разработка технического задания на проектирование.

1.1 НИОКР. Задачи и принципы

Основными задачами научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ (НИОКР) являются:

• получение новых знаний в области развития природы и общества, новых областей их применения;

• теоретическая и экспериментальная проверка возможности материализации в сфере производства разработанных на стадии стратегического маркетинга нормативов конкурентоспособности товаров организации;

• практическая реализация портфеля новшеств и инноваций.

Реализация перечисленных задач позволит повысить эффективность использования ресурсов, конкурентоспособность организаций, жизненный уровень населения.

Основными принципами НИОКР являются:

1. Выполнение ранее рассмотренных научных подходов, принципов, функций, методов менеджмента при решении любых проблем, разработке рациональных управленческих решений. Количество применяемых компонентов научного менеджмента определяется сложностью, стоимостью объекта управления и другими факторами.

2. Ориентация инновационной деятельности на развитие человеческого капитала.

НИОКР подразделяются на следующие этапы работ:

• фундаментальные исследования (теоретические и поисковые);

• прикладные исследования;

• опытно-конструкторские работы;

• опытные, экспериментальные работы, которые могут выполняться на любом из предыдущих этапов

Результаты теоретических исследований проявляются в научных открытиях, обосновании новых понятий и представлений, создании новых теорий.

К поисковым относятся исследования, задачей которых является открытие новых принципов создания изделий и технологий; методов менеджмента, неизвестных ранее свойств материалов и их соединений. В поисковых исследованиях обычно известна цель намечаемой работы, более или менее ясны теоретические основы, но отнюдь не конкретные направления. В ходе таких исследований находят подтверждение теоретические предположения и идеи, хотя они иногда могут быть отвергнуты или пересмотрены.

Приоритетное значение фундаментальной науки в развитии инновационных процессов определяется тем, что она выступает в качестве генератора идей, открывает пути в новые области. Но вероятность положительного выхода фундаментальных исследований в мировой науке составляет лишь 5%. В условиях рыночной экономики заниматься этими исследованиями не может себе позволить отраслевая наука. Фундаментальные исследования должны, как правило, финансироваться за счет бюджета государства на конкурсной основе, а также могут частично использовать и внебюджетные средства.

Прикладные исследования направлены на исследование путей практического применения открытых ранее явлений и процессов. Они проводятся с целью решения технической проблемы, уточнения неясных теоретических вопросов, получения конкретных научных результатов, которые в дальнейшем будут использованы в опытно-конструкторских работах (ОКР).

ОКР — завершающая стадия НИОКР, своеобразный переход от лабораторных условий и экспериментального производства к промышленному. Под разработками понимаются систематические работы, которые основаны на существующих знаниях, полученных в результате НИР и(или) практического опыта.

Разработки направлены на создание новых материалов, продуктов или устройств, внедрение новых процессов, систем и услуг или значительное усовершенствование уже выпускаемых или введенных в действие. К ним относятся:

а) разработка определенной конструкции инженерного объекта или технической системы (конструкторские работы);

б) разработка идей и вариантов нового объекта, в том числе нетехнического, на уровне чертежа или другой системы знаковых средств (проектные работы);

в) разработка технологических процессов, т.е. способов объединения физических, химических, технологических и других процессов с трудовыми в целостную систему, производящую определенный полезный результат (технологические работы).

В состав разработок статистика включает также:

• создание опытных образцов (оригинальных моделей, обладающих принципиальными особенностями создаваемого новшества);

• их испытание в течение времени, необходимого для получения технических и прочих данных и накопления опыта, что должно в дальнейшем найти отражение в технической документации по применению нововведений;

• определенные виды проектных работ для строительства, которые предполагают использование результатов предшествующих исследований

Опытные, экспериментальные работы — вид разработок, связанный с опытной проверкой результатов научных исследований. Опытные работы проводятся с целью изготовления и отработки опытных образцов новых продуктов, отработку новых (усовершенствованных) технологических процессов. Экспериментальные работы направлены на изготовление, ремонт и обслуживание специального (нестандартного) оборудования, аппаратуры, приборов, установок, стендов, макетов и т.п., необходимых для НИОКР.

Опытная база науки — совокупность опытных производств (завод, цех, мастерская, опытно-экспериментальное подразделение, опытная станция и т.п.), выполняющих опытные, экспериментальные работы.

Таким образом, цель ОКР — создание (модернизация) образцов новой техники, которые могут быть переданы после соответствующих испытаний в серийное производство или непосредственно потребителю. На стадии ОКР окончательно проверяются результаты теоретических исследований, разрабатывоется соответствующая техническая документация, изготавливаются и испытываются образцы новой техники. Вероятность получения желаемых результатов повышается от НИР к OKR

Завершающей стадией НИОКР является освоение промышленного производства нового изделия

Следует рассматривать следующие уровни (области) внедрения результатов НИОКР:

1. Использование результатов НИР в других научных исследованиях и разработках, являющихся развитием законченных НИР либо выполняющихся в рамках других проблем и направлений науки и техники.

2. Использование результатов НИОКР в экспериментальных образцах и лабораторных процессах.

3. Освоение результатов ОКР и экспериментальных работ в опытном производстве.

4. Освоение результатов НИОКР и испытания опытных образцов в серийном производстве.

5. Широкомасштабное распространение технических новшеств в производстве и насыщении рынка (потребителей) готовыми изделиями.

1. Виды научно-исследовательских работ

Научные исследования можно разделить на фундаментальные, поисковые и прикладные (табл. 1)

Таблица 1. Виды научно-исследовательских работ

Фундаментальные и поисковые работы в жизненный цикл изделия, как правило,  не включаются. Однако на их основе осуществляется генерация идей, которые могут  трансформироваться в проекты НИОКР.

Фундаментальные исследования в общем виде включают 5 основных этапов:

1. выдвижение предварительной гипотезы, постановка задачи на основе имеющейся информации; установление цели исследования, способов ее достижения, требований и ограничений;

2. создание методики установления истинности гипотезы (анализ задачи, разработка программы эксперимента);

3. организация эксперимента;

4. основной этап - собственно теоретическое исследование (уточнение гипотезы с учетом анализа результатов эксперимента);

5. заключительная фаза - отбор информации для начала научно- производственных циклов (инновационных) - это промежуточное звено между ФИ и прикладными.

Для ФИ характерен межотраслевой, множественный характер результатов. Конечным результатом фундаментальных исследований является общенаучная информация: открытие законов и закономерностей, категорий и явлений (эффектов), обоснование теорий, принципов и т.д. и путей их использования на практике. Эти результаты воплощаются в публикациях, научных отчетах и докладах, содержащих теории, гипотезы, формулы, модели, систематизированные описания, а также в опытных образцах. На первом этапе эти работы могут выполняться безотносительно к задачам их практического применения (поисковые исследования). На втором (научно-технические исследования) - производится отбор закономерностей, явлений, принципов и т.д. (результатов), пригодных для практической реализации. При этом выявляется техническая возможность и экономическая целесообразность, а также сферы их первоочередного использования.

Фундаментальные исследования могут быть как теоретическими (качественные, например, диалектика, и количественные -математические), так и экспериментальными (изучение свойств твердого тела, жидкости, газа, плазмы, живой природы, общества с помощью физических, химических, биологических, психологических, экономических и т.п. методов).

Поисковые исследования направлены на изучение более конкретных проблем. Они обычно базируются на результатах фундаментальных исследований и преследуют цель создания научного задела для будущих прикладных научных работ. Потребность в поисковых работах возникает при отсутствии ясности в путях использования материалов фундаментальных исследований, способах их трансформации для решения конкретных научных и технических проблем.

Основными задачами поисковых исследований являются:

1. оценка и прогнозирование развития отдельных направлений науки, техники и технологии;

2. анализ возможности применения известных или вновь открытых явлений и закономерностей для создания новой техники, технологии или материалов;

3. поиск сфер применения новых решений и открытий (так называемые аппликационные исследования).

Итогом поисковых исследований являются новые направления конструирования, новые виды технологий и способы управления производственными процессами. Цели и задачи поисковых исследований формулируются более конкретно, чем в фундаментальных работах. Планирование и организация поисковых работ характеризуются меньшей неопределенностью.